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  南方医科大学学报  2017, Vol. 37Issue (6): 837-841  DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2017.06.22.
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付绍杰, 奉艳林, 于立新, 苗芸, 罗敏, 王亦斌, 李怿辰, 陈树汉, 肖露露. 等候肾移植患者中RHD阴性血液样品的基因分型及意义[J]. 南方医科大学学报, 2017, 37(6): 837-841. DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2017.06.22.
FU Shaojie, FENG Yanlin, YU Lixin, MIAO Yun, LUO Min, WANG Yinbin, LI Yichen, CHEN Shuhan, XIAO Lulu. Genotyping of RhD-negative blood samples diagnosed by serological tests from patients waiting for kidney transplantation[J]. Journal of Southern Medical University, 2017, 37(6): 837-841. DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2017.06.22.

基金项目

广东省科技计划项目(2014A020212582)

通信作者

付绍杰,教授,主任医师,研究生导师,E-mail: fusaoj@medmail.com.cn

文章历史

收稿日期:2016-10-05
等候肾移植患者中RHD阴性血液样品的基因分型及意义
付绍杰1, 奉艳林1, 于立新1, 苗芸1, 罗敏2, 王亦斌1, 李怿辰1, 陈树汉1, 肖露露1    
1. 南方医科大学南方医院器官移植科;
2. 南方医科大学南方医院检验科,广东 广州 510515
摘要: 目的 探讨等候肾移植患者中RHD阴性血型基因血清学与分子生物学的差异。 方法 收集2006年1月~2016年1月广州市各器官移植中心等候肾移植的患者中经血清学检测为RhD阴性的血样103例,采用分子生物学方法(定量PCR-测序技术)进行RHD基因分型。血清学与分子生物学两种方法对RhD假阴性检出率行χ2检验。 结果 103例血样中,RhD真阴性(即10个外显子全部缺失)56例(54.5%),RhD假阴性(即RhD阳性,但是10个外显子中有部分缺失、重复、错义突变)47例(45.6%)。在47例RhD假阴性中,弱D(weak D)1例(2.1%)、部分D(partial D)13例(27.7%)、放散D(D-elution)33例(70.2%)。血清学与分子生物学对RhD阴性识别的差异呈统计学显著性(P < 0.05)。 结论 103例血清学检测出的RhD阴性中有45.6%通过分子生物学方法检测实际为RhD阳性变异体,说明血清学技术对识别RhD阴性呈较高错误率。利用分子生物学技术进行受者和供者RHD血型基因分型,对于精确肾移植配型具有重要的临床意义。
关键词: RhD血型阴性    肾移植    分子生物学    
Genotyping of RhD-negative blood samples diagnosed by serological tests from patients waiting for kidney transplantation
FU Shaojie1, FENG Yanlin1, YU Lixin1, MIAO Yun1, LUO Min2, WANG Yinbin1, LI Yichen1, CHEN Shuhan1, XIAO Lulu1    
1. Department of Organ Transplantation;
2. Clinical Laboratory, Nanfang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China
Abstract: Objective To compare the accuracy of serological and molecular approaches to identification of RhD-negative patients waiting for kidney transplantation. Methods A total of 103 RhD-negative blood samples by serological test were collected from patients waiting for kidney transplantation between January, 2006 and January, 2016. Quantitative PCR and sequencing were used to verify the results of RHD genotyping, and the false negative rates of the serological and molecular methods for RhD genotyping were compared. Results Among the 103 blood samples, true RhD negativity (with all the 10 exons missing) was found in 56 samples (54.5%), and false RhD negativity (RhD positivity with loss, repetition, or missense mutation in the 10 exons) in 47 samples (45.6%). In the 47 false RhD-negative cases, weak D was detected in 1 case (2.1%), partial D in 13 cases (27.7%), and D-elution in 33 cases (70.2%). The detection rates of RhD negativity differed significantly between the serological and molecular methods (P < 0.05). Conclusion Serological test is associated with a high false negative rate in detecting RhD blood group, and the use of the molecular approach has important clinical significance in accurate RhD genotyping for patients waiting for renal transplantation.
Key words: RhD blood group    kidney transplantation    polymerase chain reaction, real time    

RhD血型是肾移植术前的必备检测项目,我国肾移植中RhD血型的确定一直以来都沿袭传统的血清学检测,RhD变异体对临床肾移植的影响正逐渐引起人们的重视。国际输血协会(ISBT)确认的29个红细胞血型系统中最具多态性和复杂性的血型系统即是Rh血型系统,Rh血型系统在临床中的重要性仅次于ABO血型系统[1-3]。RHD是Rh血型系统中最为重要的血型基因。根据红细胞表面是否含有D抗原将Rh血型分为Rh阳性和Rh阴性。研究报道,中国人群中D抗原阴性率为4‰,而这4‰包括弱D(weak D)、部分D(partial D)、放散D(D-elution)和真实RhD阴性[4]。因此,2012年1月1日起,欧美日均已实行对所有RhD血清学阴性的供受者进行RHD基因检测[5-6]。在临床肾移植中,非精准的RhD血型检测会导致RhD变异体的患者丧失肾脏移植替代治疗的机会;RhD变异体的供者移植给RhD真阴性的患者后可能发生不明原因的排斥反应、移植肾功能恢复延迟(DGF)、移植物存活时间缩短等不良愈后。目前国内各器官移植中心RhD血型的确定基本以血清学检测结果为标准,一旦检测出患者为RhD阴性,RhD阴性供肾稀缺,基本丧失肾移植机会,部分患者在等待合适供肾的过程中因尿毒症各种并发症逝去。其中相当一部分经血清学检测为RhD阴性患者实为RhD阳性变异体,可以接受RhD阳供肾。为此,本研究对经血清学检测为RhD阴性的等候肾移植受者103例血液样本行分子生物学方法(定量PCR-测序技术)检测RHD10个外显子,分析RhD阴性及D抗原变异型(弱D、部分D、放散D),以指导临床肾移植中精准的供受者选择。

1 材料和方法 1.1 一般资料

采集广州市各器官移植中心2006年1月~2016年1月通过血清学检测为RhD阴性等候肾移植患者103例血液标本;其中男性53例,女性50例,平均年龄39.2岁,彼此间无血缘关系。

1.2 方法 1.2.1 血液样品采集

静脉血2 mL置EDTA-K2抗凝管。提取红细胞DNA零下80 ℃保存。

1.2.2 RhD血型血清学方法

微柱凝胶抗人球蛋白卡式技术:强生ORTHO Autovue Innova全自动血型分析系统;IgM型抗-D试剂红细胞;微珠血型卡。

1.2.3 RHD分子生物学血型基因分型方法:定量PCR-测序技术 1.2.4 RHD等位基因典型变异及其表现型(表 1
表 1 RHD等位基因典型变异及其表现型 Table 1 Representative molecular changes in RHD alleles expressing distinct phenotype of the D antigen
1.2.5 RHD血型基因引物设计与合成

RHD基因外显子1~10的特异性引物和Rhesus hybrid box引物由TaKaRa公司合成。标准质控分别为Dd和dd型标本(批号:S901WP068,德国innotrain)。采用10对序列特异性引物,扩增RHD基因外显子1~10;以人类生长激素(HGH)为对照。该方法分别采用10对外显子引物(表 2)。1.2.6实验步骤PCR分别扩增RHD基因全部10个外显子(Ds1-Ds10),产物经纯化后,分别以各外显子的特异性测序引物采用QPCR定量的方法检测RHD基因的缺失重复及1227点突变,PRC反应总体积50 µL,反应条件同PCR-SSP方法,扩增条件为95 ℃ 20 s、64 ℃ 30 s(扩增第5、7外显子是退火温度改为60 ℃)、68 ℃ 90 s共40个循环,最后延伸5 min。结果用仪器相应软件进行分析和比较。同时采用多重PCR测序和高通量测序的方法,在ION PROTON测序仪上进行序列测定全部的RHD基因突变(不含外显子缺失重复),并将结果与QPCR检测结果整合,作为RHD基因检测的完整解决方案。

表 2 RHD外显子引物 Table 2 Primers used for RHD exon
1.3 统计学处理

采用SPSS20.0统计软件进行分析,血清学和基因分型对RhD假阴性检出率比较用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 两种检测技术对RhD阴性识别差异的比较

血清学RhD阴性的103例血样经分子生物学检测,RhD阴性(10个外显子全部缺失)56例(54.5%),RhD假阴性47例(46.5%)。两种方法对RhD阴性识别的差异有显著性(P < 0.05)。

2.2 47例RhD假阴性中,RhD变异型的比例(表 3
表 3 RhD假阴性中RhD变异型的比例 Table 3 Comparison of D variant in the RhD false negativity

D放散型(D-elution)33例(占70.2%),分别为Del RhD1227A型29例,Del RhD1231A型、Del RhD1239A型、Del RhD1241A型、Del RhD1235A型各1例;部分D(partial D)13例(占27.7%)均为RhD-CE(2-9)-D型;弱D(weak D)1例,为Dva(Hus)型。最常见为RhD1227A型和RhD-CE(2-9)-D型。

3 讨论

RHD基因位于1号染色体短臂1p36.11上,长度为57 932 bp,含有10个外显子[7]。D抗原位于RHD基因编码的D多肽链上,由于没有相应的“d”基因,故无“d”抗原。D抗原的表达有质和量的变化。质的变化主要是指D抗原表位减少,这类人群红细胞也表现为D阳性,但也可能通过输血、妊娠、器官移植方式等产生针对本身红细胞缺失抗原表位的抗-D抗体。抗原量的变化是指抗原数量的多少,而抗原表位正常。D抗原数量正常为1万~3万[8]。血清学检测的是RHD基因的表现型,分子生物学检测的是RHD基因的基因型,然而RHD基因是在1对同源染色体上的,存在着纯合子和杂合子的可能。在遗传学上,RhD阳性个体可有3种遗传型,第1种类型父源和母源染色体均为RhD阳性;第2种类型1条染色体为RhD阳性,1条为RhD阴性;第3种类型1条染色体为RhD阳性,另1条为RhD变异型。RhD阴性个体,其遗传型只有1种,即2条染色体均为RhD阴性。RhD变异体个体,其遗传型有2种,两条染色体均为RhD变异型;1条染色体为RhD变异体,另1条为RhD阴性。本研究对103例RhD血清学阴性的血标本行基因测序,对RHD基因第1~10外显子序列分析,用分子生物学方法精确地检测出RhD变异型,如弱D(weak D)、部分D(partial D)、放散D(D-elution)。弱D(weak D)产生的原因是RHD基因的点突变即单个核苷酸的突变,其产生的氨基酸改变与细胞膜内或是跨膜区,突变影响到D抗原多肽插入细胞膜,使红细胞D抗原数量减少,但不会影响Rh蛋白的免疫反应性,当输入RhD阳性红细胞时一般不会产生抗-D。在欧洲最常见的弱D1、2、3(weak D1、2、3)占弱D表型97%,这3种类型在欧洲1996年以来,就被欧供体国家强烈推荐为可以接受RhD阳性血液,获得安全输血[9-11]。但值得注意的是中国常见的弱D 15型却存在抗原位点的缺失,此型别存在抗原位点的缺失,在接受RhD阳性红细胞时理论上会产生针对缺失位点的抗体,国外已有报道弱D15型妇女被免疫产生抗-D [12-13]。部分D(partial D)血清学表现为缺失1个或多个D抗原表位,多数部分D表型个体表现为D弱表现性,可以被免疫产生针对所缺失抗原表位的抗体。部分D(partial D)的分子形成机制有3类,分别是RHD/CE融合等位基因(hybrid alleles)、细胞外环的错义突变、散在的错义突变,与弱D不同的是形成部分D(partial D)的氨基酸变异主要位于胞外区域,这也是部分D易产生抗体的原因所在。放散D(D-elution)用常规的血清学方法检测易误判为D抗原阴性,实际这些阴性细胞带有微弱的D抗原,能产生免疫反应[14-15]。实验结果示,在103例RhD血型初筛阴性患者中,RHD基因完全缺失56例(54.4%),其他47例包含弱D(weak D)、部分D(partial D)和放散D(D-elution)三种类型,假阴性率达45.6%。在RhD假阴性患者中Del RHD1227A型占61.7%,为RhD阴性血型的主要变异型,RhD-CE(2-9)-D型次之,占27.7%,与Stacy A.Scott [16]研究结果基本相符合,RHD1227A等位基因在中国汉族RhD阴性人群中比较常见,是1种高频变异体,故称为“亚洲型” [17]

根据Rhesus Base(http://www.rhesusbase.org)记录弱D基因型已有73种,部分D变异体型29种,Del变异型有17种,且不断有新的发现,与传统认为最具临床意义的ABO血型系统相比,表现了RhD血型系统多态性和复杂性。有文献报道[18],目前仅对ABO的15种血型基因进行检测。临床中,ABO血型检测的技术要求低,因变异类别种类有限,相合几率高,一旦发生错配其免疫反应所造成的损害远不及RhD。然而目前医疗技术中,绝大多数医院对RhD血型的确定仅简单的行血清学检测。本研究中,在RhD血清学初筛检测为阴性的个体中,有高达45.6%为假阴性(weak D、partial D、D-elution),这必须引起临床医生的高度重视,并行精准的检测,避免不必要的临床风险。RhD变异体中的弱D(weak D)、部分D(partial D)和放散D(D-elution)可以产生抗D抗体,也可以不产生抗体,抗D抗体的产生取决于D抗原的数量,D抗原数量越多D抗体产生越多,反之亦然[19-20]。这就为RhD假阴性(weak D、partial D、D-elution)的患者在行肾移植前对供受者的选择提供了强有力的理论依据。根据我们研究发现血清RhD阴性中45.6%为部分D(partial D)、弱D(weak D)、放散D(D-elution),实验表明血清学方法并不准确。

对于血清学为阴性而实为部分D(partial D)、弱D(weak D)或放散D(D-elution)RhD假阴性的肾移植供者而言,假如RhD假阴性供肾移植给真正RhD阴性病人,因D抗原的存在,术后可能发生严重的反复性周期性的排斥反应、不明原因的移植肾功能延迟恢复(DGF)、移植物存活时间缩短、感染、慢性移植物抗宿主病[21]等。对于那一部分为RhD真实阴性的供者,很可能移植给RhD假阴性的受者,而RhD真实阴性的受者得不到适合的供肾,造成RhD真实阴性供肾资源的浪费和不合理分配。大多数移植中心对于RhD阴性供者没有将其作为阴性供者来对待,无形中又降低了真正为阴性受者接受阴性供肾的几率。对于血清学RhD阴性的病人,大多器官移植中心的策略是告知其为RhD阴性难以获得RhD阴性供肾,建议维持血液透析治疗。实际上血清学RhD阴性的受者有45.6%为假阴性,因此这部分病人因RhD血型检测方法的原因而失去肾移植替代治疗的机会,这45.6%的受者中大部分可以接受RhD阳性供肾,获得安全成功的肾移植替代治疗,用分子生物学方法进行RHD基因分型有利于实现精准的肾移植供受体选择,改变目前RhD阴性的受体普遍被放弃肾移植替代治疗的现状。国内虽有极少数跨RhD血型肾移植的个案报道[22-23],术后恢复良好,分析其原因可能为RhD血型阴性患者实为部分D(partial D)、弱D(weak D)或放散D(D-elution)的RhD假阴性,其本身就可接受RhD阳性供肾。

综上所述,对于肾移植受者中RhD变异体的个体只要无抗D抗体,均可考虑选择RhD阳性供肾,应当将RhD变异体从血清学为RhD阴性的个体中识别出,因此,有必要将肾移植供受者进行分子生物学RHD基因检测列入肾移植技术规范,更加精准的深入研究RHD基因对于肾移植供受者选择的影响。

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